초록 ▼

연구개발 목표 및 내용
최종 목표
나노와이어 구조의 Boron Doped Diamond 전극을 합성하고 전기화학적 산화반응(바이오매스 부산물 글리세롤 산화 반응)과 환원반응(이산화탄소 환원 반응)의 특성을 분석하여 산화/환원 동시 반응 시스템을 개발한다
전체 내용
1차년 : 선형 BDD 나노와이어 전극의 합성
가. Diamond 전극 합성 및 Boron 원소 도핑
나. 선형 나노와이어 실리콘 기판 에칭
다. 선형 BDD nanowire(NW)전극의 물성 평가
2차년도 연구내용: 전기화학적

연구개발 목표 및 내용
최종 목표
나노와이어 구조의 Boron Doped Diamond 전극을 합성하고 전기화학적 산화반응(바이오매스 부산물 글리세롤 산화 반응)과 환원반응(이산화탄소 환원 반응)의 특성을 분석하여 산화/환원 동시 반응 시스템을 개발한다
전체 내용
1차년 : 선형 BDD 나노와이어 전극의 합성
가. Diamond 전극 합성 및 Boron 원소 도핑
나. 선형 나노와이어 실리콘 기판 에칭
다. 선형 BDD nanowire(NW)전극의 물성 평가
2차년도 연구내용: 전기화학적 이산화탄소 환원 반응 연구
가. BDD NW 전극에 금속촉매 담지
나. 경쟁반응인 수소 환원 반응을 억제하는 전해액 및 첨가제를 사용한 선택성 향상 연구
다. 단파장 빛에너지 조사에 따른 hot electron의 이산화탄소 환원 반응 메커니즘 연구
3차년도 연구내용: 전기화학적 글리세롤 산화 반응 연구
가. 선형 BDD NW 전극의 전기화학적 글리세롤 산화 반응
나. 산화 효율과 선택성을 높이는 금속산화물 촉매 담지
다. 선택성 향상을 위한 산화 공정 최적화
4차년도 연구내용: 전기화학적 전해시스템 개발
가. overallcell 반응 전해조 개발
나. 대용량의 대면적 전극 개발
5차년도 연구내용: 대용량의 대면적 전극 개발

연구개발성과
❍ BDD 전극 합성을 위한 다이아몬드 증착 공정 개발
❍ 보론 원소 도핑 최적화 공정 개발
❍ 나노와이어 전극 개발을 위한 실리콘 에칭 공정 개발
❍ 이산화탄소 환원물 선택성 향상을 위한 금소촉매 담지 공정 개발
❍ 글리세롤 산화물 선책성 향상 연구
❍ Stand-alone 태양전지 연계형 산화/환원 동시 반응 전해시스템 개발

연구개발성과 활용계획 및 기대 효과
❍ 수처리 분야의 양극 산화공법에 적용되는 BDD 전극은 물질의 안정성과 높은 전기화학적 활성으로 인해 각광받고 있지만, 높은 가격으로 인해 제약이 있음. 본 연구를 통해 BDD 전극의 생산 단가를 낮추고 전해반응의 기초 연구를 수행하여 다양한 분야에 적용 가능
❍ 바이오디젤 생산 시 발생하는 10%가량의 폐 글리세롤을 유용한 화학연료로 재자원화하는 기술로 기존 화학 합성법에 비해 생산비용을 대폭 절감할 수 있는 획기적인 기술
❍ 전기화학적 이산화탄소 전환 기술을 통해 개미산, 메탄올, 부탄올 등 연료를 생성할 수 있으며 또한 일산화탄소, 에틸렌, 개미산, 에탄올 등은 석유 화학 산업의 화학연료로 사용
❍ 특히, 신재생에너지원과의 연계를 통해 전 과정 평가(Life Cycle Assessment, LCA)에서의 이산화탄소 감축 효과를 얻을 수 있기 때문에, 가장 이상적인 기후변화대응 기술로 평가받고 있음

(출처 : 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 요 약 문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• (1) 연구개발의 필요성 ... 4
• (2) 최종 목표 ... 5
• (3) 연구 범위 ... 5
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 6
• (1) 1차년도 연구내용: 선형 BDD 나노와이어 전극의 합성 ... 6
• (2) 2차년도 연구내용: 전기화학적 이산화탄소 환원 반응 연구 ... 7
• (3) 3차년도 연구내용: 전기화학적 글리세롤 산화 반응 연구 ... 7
• (4) 4차년도 연구내용: 전기화학적 전해시스템 개발 ... 8
• (5) 5차년도 연구내용: 태양전지 연계형 전해시스템 prototype 제작 ... 8
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 정도 ... 8
• 1) 연구수행 결과 ... 8
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도 ... 26
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 26
• (1) 연구개발성과의 활용분야 ... 26
• (2) 사업화 방안 ... 27
• (3) 추가 연구의 필요성 ... 27
• 6. 참고문헌 ... 27
• 끝페이지 ... 28